水通道蛋白4介导的ROS-FoxO-Relish信号轴调控甲壳类抗菌免疫新机制

《Proceedings of the National Academy of Sciences》：Linking the production of reactive oxygen species to the expression of antimicrobial peptides through aquaporin in an arthropod

本研究揭示了甲壳动物抗菌免疫中双氧化酶2（Duox2）/活性氧（ROS）系统与Relish/抗菌肽（AMP）通路的新型关联机制。来自国内的研究团队通过红螯螯虾模型发现，水通道蛋白4（Aqp4）通过转运胞外ROS至胞内，激活JNK/FoxO信号级联，进而增强Relish核转位并促进AMP表达。该发现阐明了两种主要抗菌策略的协同作用，为无脊椎动物免疫调控网络提供了新视角。

　　

在节肢动物免疫系统中，细菌感染会激活双氧化酶2（Duox2）产生胞外活性氧（ROS），同时通过免疫缺陷（Imd）/Relish通路刺激抗菌肽（AMPs）的表达。虽然这两大策略对抗菌免疫均有重要贡献，但Duox2/ROS系统与Relish/AMPs通路长期以来被视为独立分支。本研究在甲壳类红螯螯虾（Procambarus clarkii）中发现，水通道蛋白4（Aqp4）成为连接这两大通路的关键桥梁。Aqp4在细菌感染后负责将胞外ROS转运至胞内，胞内ROS水平升高通过c-Jun N-末端激酶（JNK）信号促进FoxO转录因子的核转位。作为Relish的关键调控因子，FoxO通过增强Relish的转录活性，最终上调靶向抗菌肽的表达。这条ROS/Aqp4/FoxO/Relish/AMPs信号轴不仅显著强化了宿主的抗菌效力，还延长了免疫应答持续时间，揭示了节肢动物免疫系统中两大核心抗菌策略的精密协同机制。